Внутри ASML, компании, передовой чипмейкер для литографии EUV

В городке Вельдховен на юге Нидерландов, недалеко от границы с Бельгией, находится единственный завод, способный собирать революционную машину, на которую полагаются крупнейшие мировые производители чипов.

EUV-литография — самый дорогостоящий этап в создании современных микрочипов, используемых в центрах обработки данных, автомобилях и iPhone. Машины производятся только одной компанией: Advanced Semiconductor Materials Lithography.

«У ASML есть монополия на производство литографических машин EUV, самого передового типа литографического оборудования, необходимого для производства каждого передового процессорного чипа, который мы используем сегодня», — сказал Крис Миллер, доцент Школы Флетчера в Университете Тафтса. . «Машины, которые они производят, каждая из них является одним из самых сложных устройств, когда-либо созданных».

EUV означает экстремальный ультрафиолет, невероятно короткую длину волны света, который ASML генерирует в больших количествах для печати небольших сложных рисунков на микрочипах. Ультрафиолетовый свет создается крошечными взрывами расплавленного олова, происходящими на экстремальных скоростях, а затем отражается от уникальных зеркал Zeiss, которые, по словам ASML, являются самой плоской поверхностью в мире. Небольшой процент частиц света EUV достигает поверхности кремниевой пластины, где они печатают крошечные рисунки, определяющие, что будет делать каждый чип.

Спрос на технологию EUV от ASML резко вырос во время глобальной нехватки микросхем, что привело к невыполненным заказам на продукты, начиная от консолей PlayStation 5 и заканчивая седанами Chevrolet Malibu. Цена акций компании взлетела более чем на 340% с конца 2018 года, что сделало ASML более ценным, чем у некоторых из ее основных клиентов, таких как Intel.

Генеральный директор ASML Питер Веннинк (Peter Wennink) сказал, что компания снижает цены на полупроводники с момента своего основания 38 лет назад и будет продолжать это делать «в течение следующих нескольких десятилетий».

«Миру нужно больше чипов», — сказал Веннинк в интервью CNBC. «Поэтому нам нужно производить больше машин, средняя цена продажи которых, кстати, будет продолжать расти, пока мы сможем снизить стоимость одного транзистора».

Тем не менее, Веннинк говорит, что глобальная нехватка чипов — это «уловка-22» для ASML.

«Мы получили много сообщений от наших поставщиков, в которых говорилось: «Эй, мы можем задержать доставку наших модулей вам, ребята, потому что мы не можем получить чипы». И мы сказали: «Если мы не сможем получить чипы, мы не сможем заставить машины производить больше чипов».0003

Веннинк сказал, что ASML все еще справляется, «но это ежедневная борьба».

Машины стоимостью 200 миллионов долларов

ASML продала в общей сложности около 140 систем EUV за последнее десятилетие, каждая из которых сейчас стоит до 200 миллионов долларов, по словам Веннинка. Цена его следующей машины под названием High NA составит более 300 миллионов долларов.

Его установка EUV «настолько дорога, что большинство компаний не могут себе ее позволить», — сказала Джоан Итоу, управляющий директор по производству в Semico Research. «Это, безусловно, устранило многих игроков с рынка», в том числе производителя чипов GlobalFoundries, который несколько лет назад решил прекратить работу над более продвинутыми чипами из-за их высокой стоимости, сказала она.

Система EUV-литографии ASML необходима для печати всех самых передовых полупроводников в мире.

ASML

Сегодня ASML продает машины только пяти производителям микросхем. На крупнейшую тройку — Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Samsung и Intel — приходилось почти 84% ее бизнеса в 2021 году. TSMC заявляет, что в 2019 году она первой поставила чипы большого объема, изготовленные с использованием EUV, и что она осталась впереди. с тех пор с технологией чипов, по крайней мере, на один узел опережает Samsung и Intel.

Доминирование ASML — явление относительно новое. Десять лет назад способность компании исследовать EUV определялась крупными инвестициями со стороны Intel, Samsung и TSMC.

«У нас не было денег, — сказал Веннинк, который присоединился к ASML в 1999 году. — Поэтому мы вышли и нашли партнеров, что фактически стало основой того, как мы построили компанию. системный архитектор и системный интегратор».

ASML была основана как дочерняя компания голландского гиганта электроники Philips в 1984. Первая машина для литографии полупроводников, изобретенная в американской военной лаборатории в 1950-х годах, была запущена в протекающем сарае рядом с офисным зданием Philips в Эйндховене, Нидерланды.

«Первый инструмент для литографии действительно выглядел как проектор, — сказал Кристоф Фуке, исполнительный вице-президент ASML по EUV. «По сути, это сетка, которая содержит изображение, которое вы хотите спроецировать. Затем есть оптическая система, которая берет это изображение и проецирует его на пластину».

Компания ASML разработала свою первую литографическую систему в 1984 году в прохудившемся сарае рядом с офисным зданием Philips в Эйндховене, Нидерланды. стал его штабом. В марте CNBC провела эксклюзивную экскурсию по этому объекту.

«Когда отрасль готовилась перейти к ранним стадиям исследований EUV, ни одна из американских фирм не была готова сделать решительный шаг в том, что было бы дорогостоящим и рискованным предложением, в отличие от ASML», — сказал Миллер, автор книги. готовящаяся книга «Война чипов: борьба за самую важную в мире технологию». «ASML ​​— голландская компания, но это также голландская компания, которая очень сильно зависит от американских компонентов, в частности, для своих машин».

Китай и глобальная цепочка поставок

Машины EUV состоят из нескольких модулей с сотнями тысяч компонентов от почти 800 мировых поставщиков. Каждый модуль собирается на одном из 60 заводов ASML по всему миру, а затем отправляется в Вельдховен для сборки. После того, как каждая собранная машина протестирована, ее разбирают для отправки производителю микросхем. Для доставки требуется 20 грузовиков и три полностью загруженных Боинга 747.

Единственная страна, в которую ASML не будет поставлять свою технологию EUV, — это Китай.

«Сорок две страны по всему миру согласились ввести меры экспортного контроля, потому что это очень важно», — сказал Веннинк. «Так что это не наш выбор, это выбор правительств».

Еще в 2018 году администрация Трампа, как сообщается, настаивала на том, чтобы ASML не продавала технологию EUV китайским компаниям.

«Китай хотел принять участие в этой гонке, — сказал Итоу, — но были политические причины, по которым Китай не имел доступа» к этой технологии.

ASML имеет дело с Китаем в другом качестве. Компания обновляет старые литографические системы, называемые глубоким ультрафиолетом или DUV, и отправляет многие из них в самую густонаселенную страну мира. Веннинк сказал, что 96% всех машин, когда-либо проданных ASML, все еще работают.

«Существует много споров о том, является ли продажа дополнительного оборудования DUV в Китай также угрозой национальной безопасности, позволяя Китаю увеличить свои возможности по производству полупроводников, близких к передовым», — сказал Миллер. «Я думаю, что есть некоторый шанс, что в ближайшие годы будут введены новые ограничения на способность ASML продавать оборудование DUV в Китай».

До EUV производители чипов могли покупать литографические машины DUV у трех компаний: ASML, Nikon и Canon. Хотя Nikon в Японии по-прежнему является конкурентом на этом рынке, ASML — единственный вариант для EUV. Эксперты говорят, что любой другой компании могут потребоваться десятилетия, чтобы наверстать упущенное, как из-за запатентованной технологии ASML, так и из-за того, что она заключила сложные, часто эксклюзивные сделки с сотнями поставщиков.

«Мы уникальны для некоторых наших клиентов, и некоторые из наших поставок уникальны для нас», — сказал Веннинк. «И эти почти симбиотические отношения, как говорят некоторые, хуже, чем брак, потому что вы не можете развестись».

Одним из способов, которым ASML оградила себя от рисков цепочки поставок, является покупка некоторых из ее поставщиков, таких как Cymer в Сан-Диего, где производятся источники света EUV. ASML также купила Berliner Glas в 2020 году. Хотя в январе на объекте в Берлине вспыхнул пожар, Веннинк сказал, что ущерб не окажет существенного влияния на производительность системы в этом году.

ASML прогнозирует 20-процентный рост продаж в 2022 году и годовой рост выручки на 11 % до конца десятилетия.

Посмотрите видео, чтобы увидеть редкий взгляд на технологию в чистых помещениях ASML в Калифорнии и Нидерландах, чтобы увидеть, как машины EUV используют прецизионные лазеры, взрывая расплавленное олово и сверхплоские поверхности, чтобы создавать строительные блоки нашего цифрового мира.